Вибрационный резонансный стенд Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 

сь со оо о

сь

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при калибровке датчиков вибраций.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения параметров вибрации.

На фиг.1 приведена структурная схема вибрационного резонатора стен- да; на фиг.2 - эпюры напряжений на выходах: пьезопреобразователя (а), компаратора (б) и формирователя треугольных импульсов (в).

Вибрационный резонансный стеннд содержит сплошной упругий стержень- резонатор 1, кольцевой пьезовозбуди- тель ., блок 3 возбуждения, пьезо- ,преобразователь , согласующий усилитель 5, компаратор 6 максимума напряжения, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7Л буферный регистр 8,цифроаналоговый преобразователь (ЦАЛ) 9, компаратор 10 нуля при переходе напряжения с плюса на минус, формирователь 11 треугольных импульсов, управляемый аттенюатор 12, усилитель 13 мощности, разделительный диод 1.

Пьезопреобразователь k через coi- ласующий усилитель 5 подключен к входу компаратора 6 максимума, входу АЦП 7 и в-ходу компаратора 10 нуля выход компаратора 6 максимума соединен с входом запуска АЦП 7, выход данных которого через последователь но соединенные буферный регистр 8 и ЦАП 9 соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора 12, вы- .ход компаратора 10 нуля соединен с входом стробирования буферного регистра 8 и с входом запуска формирователя 11 треугольных импульсов, выход которого через последовательно соединенные управляемый аттенюатор 12, усилитель 13 мощности и разделительный диод 1А соединен с пьезопре- об.разователем 4.

Вибрационный резонансный стенд работает следующим образом.

В стержне-резонаторе 1 посредством пьезовозбудителя 2, питаемого от блока 3, возбуждается продольная вибрация, воздействующая на испытуемый образец (не показан). Из-за несовер- шенства изготовления и сборки стержня его рабочий конец кроме продольно рабочей совершает и паразитною попе

15

JQп 25--

тб- 55 ой30

35

40

-речную вибрацию. Поперечная вибрация воспринимается пьезопреобразователем t, на выходе которого возбуждается синусоидальное напряжение с частотой вибрации (фиг.2а).

Это напряжение через согласующий усилитель 5 поступает на компаратор 6 максимума напряжения, АЦП 7 и компаратор 10 нуля, срабатывающий при переходе напряжения с плюса на минус, - При достижении напряжением максимума компаратор 6 выдает импульс, запускающий АЦП 7, в котором формируется цифровой код максимального значения напряжения, хранящийся в выходном регистре АЦП 7 до следующего запуска и поступающий одновременно на входы буферного регистра 8.

При уменьшении напряжения в момент перехода через нуль компаратор

10выдает импульс (фиг.2б), который запускает формирователь 11 тре- угольных импульсов и одновременно

производит запись цифрового кода, хранящегося в выходном регистре АЦП 7, в буферный регистр 8, в котором этот код запоминается до слег дующего импульса записи. Цифровой код с буферного регистра 8 поступает на ЦАП 9, в котором формируется постоянное напряжение, пропорциональное цифровому коду. Это напряжение подается в управляющую цепь управляемого аттенюатора 12, в котором происходит регулировка амплитуды поступающего в него с формирователя

11треугольного импульса: чем больше по амплитуде положительная полуволна сигнала, генерируемого пьезопреобразователем k под действием вибрации напряжения, тем больше амплитуда треугольного импульса на выходе управляемого аттенюатора 12. Этот импульс (фиг.2в), усиленный по мощности усилителем 13, через разделительный диод поступает в пьезопре- образователь k, в котором в соответствии с законом обратного пьезоэф- фекта формируется импульс силы в про- тивофазе с силой, вызывающей поперечные колебания, и гасит их.

Разделительный диод 1 предназначен для предотвращения шунтирования пьезопреобразователя k низким выходным сопротивлением усилителя 13 мощности. Входная цепь согласующего усилителя 5 защищена парой встречно включенных диодов.

5j

Формула изобретения

Вибрационный резонансный стенд, содержащий .стержень-резонатор, на торце которого устанавливается испытуемый образец, пьезовозбудитель и подключенный к нему блок возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения параметров вибраций он снабжен пьезопреобразователем, устанавливаемым на стержне-резонато- ре со стороны крепления испытуемого образца так, что его ось максимальной чувствительности перпендикулярна а ось минимальной чувствительности параллельна продольной оси стержня- резонатора, соединенными последовательно согласующим усилителем, вход которого соединен с пьезопреобразователем и компаратором максимума напряжения, соединенными последовательно аналого-цифровым преобразователем, вход которого соединен с выходом согласующего усилителя, вход запуска - с выходом компаратора мак-, симума напряжения, буферным регист986616

ром и цифроаналоговым преобразователем и соединенными последовательно компаратором нуля, вход которого сое-1 динен с выходом согласующего усилителя, формирователем треугольных импульсов, управляемым аттенюатором и усилителем мощности, выход которого через разделительный диод соедиJQ нен с пьезопреобразователем, вход стробирования буферного регистра сое- динеЯ с выходом компаратора нуля управляющий вход аттенюатора - с выходом цифроаналогового преобразова15 теля, а соотношение масс стержня-резонатора и пьезопреобразователя должно удовлетворять соотношению

М ,..§« 20 m а

- масса стержня-резонатора; - масса пьезопреобразователя ; - частота вибраций; - параметр пьезоэлемента пьeзo

преобразователя; - ускорение поперечной вибрации .

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - точность воспроизведения параметров вибрации. Стенд содержит стержень- резонатор 1, пьезовозбудитель 2, блок 3 возбуждения, пьезопреобразова- тель , согласующий усилитель 5, АЦП 7, компаратор 6 максимума, компаратор 10 нуля, буферный регистр 8, формирователь 11 треугольных импульсов, ЦАП 9, управляющий аттенюатор 12, усилитель 13 мощности, разделительный диод 1. Пьезопреобразова- тель установлен на боковой поверхности конца стержня-резонатора 1 и выполняет две функции: приемника паразитной вибрации в течение первого полупериода и гашения этой паразитной вибрации в течение второго полупериода силовым импульсом в противд- фазе с полуволной паразитной вибрации. 2 ил. Ј (Л

а

S

i